Makalah Nukleus [PDF]

Citation preview

Makalah Biologi Tumbuhan Anggota kelompok : 



HAMADA RADIFA ANANTA (NIM:134180213) 



IMAM SUMANTRI (NIM:134180230)



Dosen Pengampu : HERI HERASTUTI ,Ir.,MP.



Nukleus



PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Sel merupakan unit struktur dan fungsional terkecil makhluk hidup. Sel dikendalikan oleh suatu organel yaitu nukleus. Nukleus merupakan organel yang penting karena nukleus sebagai pengendali semua kegiatan sel, tanpa adanya nukleus maka kegiatan-kegiatan sel tidak dapat berlangsung. Tidak dapat berlangsungnya kegiatan di sel tentu akan mengganggu fungsi jaringan serta organ dalam tubuh kita, serta tanpa adanya nukleus maka sel tidak akan dapat hidup dalam waktu yang lama. Dengan fungsi tersebut tentunya nukleus memiliki struktur yang khas sebagai penompang fungsi-fungsi tersebut. Struktur nukleusakan membantu dalam pelaksanaan tugastugasnya. Nukleus memiliki bagian-bagian yang terdiri dari selaput inti, anak inti (nukleolus), nukleuplasma, krhomatin, DNA, dan RNA. Bagian bagian sel tersebut tersusun dalan suatu organisai yang dapat mengatur seluruh kegiatan yang ada di dalam sel, sehingga sel dapat menjalankan fungsinya dengan baik. Kegiatan di dalam sel sangatlah banyak sehingga di dalam sel memerlukan suatu koordinasi, dan sebagai pusat dari koordinasi dari sel tersebut berada di dalam nukleus. Dengan adanya nukleus maka seluruh kegiatan yang ada di dalam sel dapat berjalan dengan baik sehingga sel dapat dikatakan sebagai sel yang aktif. Apa yang terjadi biala di dalam sel tidak terdapat inti? Sebuah pertanyaaan yang mungkin sudah ada jawabannya. Di dalam makalah ini kami akan mencoba membahas mengaenai nukleus tersebut.



PEMBAHASAN 2.1 NUKLEUS Nukleus merupakan organel yang sudah terspesialisasi dan merupakan pusat administrasi dan pemrosesan informasi sel. Nukleus juga merupakan organel yang paling menonjol dalam sel eukariot, sekitar 5 µm (Campbell, 2010). Nukleus adalah organel yang sangat khusus yang berfungsi sebagai pengolahan dan pusat informasi dari sel (Davidson, 2005).



Nukleus,



ditunjukkan pada gambar di bawah ini, hanya terdapat di sel eukariotik. Merupakan lokasi untuk sebagian besar pembuatan asam nukleat sel, seperti DNA dan RNA. Ahli biologi Denmark Joachim Hammerling melaksanakan percobaan ekperimental pada tahun 1943. Pekerjaan yang dilakukannya adalah menunjukkan peranan nukleus dalam mengatur bentuk dan ciri-ciri sel. Asam deoksiribosa, DNA, adalah pembawa fisik dari pewarisan dan dengan perkecualian DNA plastid (cpDNA dan mDNA, berturut-turut ditemukan dalam kloroplas dan mitokondria), semua DNA terbatas pada nukleus. Asam ribonukleat, RNA, dibentuk dalam nukleus menggunakan sekuen basa DNA sebagai template. RNA bergerak keluar ke dalam sitoplasma dan berfungsi dalam perakitan protein. Nukleus ini memiliki bagian bagian yang terdiri dari selaput nukleus, pori pori nukleus,nukleuplasma,kromatin,DNA,dan RNA. Yang setiap bagiannya memiliki fungsi masing masing yang sanngat penting bagi pertumbuhan daan perkembangan makhluk hidup terutama bagi tumbuhan.



..



Gambar 1. Struktur nukleus. Kromatin, DNA yang terurai yang menempati ruangan dalam selubung nukleus.



inti Sel atau Nukleus berdasarkan macam mononukleat dan multinukleat :



jumlahnya



dapat



kita



bedakan



menjadi



dua







Sel Mononukleat: Yaitu sebuah sel yabg memiliki inti sel atau nukleus yang berjumlah mono atau satu. Kebanyakan hewan maupun tumbuhan memiliki inti sel satu atau sel Mononukleat.  Sel Multinukleat : Ialah jenis sel yang memiliki inti sel lebih dari satu. Untuk sel yang memiliki dua nukleus atau inti sel disebut sebagai sel binukleat biasamya terdapat pada paramecium, sedangkan yang memiliki nukleus atau inti sel lebih dari dua disebut sebagai polinukleat, sel ini terdapat pada sel osteoblas, sel otot lrik,jamur lendir,gangga, dll.



2.2 Selaput nukleus atau selubung nukleus Selaput nukleus atau nuclear envelope menyelubungi nukleus dan memisahkan isi nukleus dengan sitoplasma. Selaput nukleus merupakan suatu membran ganda fosfolipid. Kedua membran, masing-masing merupakan lapisan ganda lipid beserta protein-protein terkait, dan dipisahkan oleh ruang selebar 20-40 nm. Ruang ini dinamakan spatium perinuclearis yang diisi oleh bahan yang amorf. Selaput nukleus tidaklah mulus, melainkan di permukaannya terdapat pori. Pori mempunyai diameter sekitar 100 nm (Campbell, 2010). Dengan adanya pori ini, memudahkan pengangkutan bahan atau senyawa makro dari atau ke sitoplasma. Antara pori yang satu dengan yang lain dipisahkan pada jarak 0,1-0,2 mikron. Jumlahnya pori dapat mencapai 3000-4000 untuk setiap selaput inti.



Gambar 4 : kompleks pori nukleus)



Pori-pori ini masih dilengkapi suatu bangunan silindris yang berlubang dengan ujung-ujung sebelah dalam dan luar lebih besar diameternya daripada diameter pori inti, sehingga bangunan ini bertindak sebagai diafragma dan dinamakan annulus atau cincin. Di sebelah dalam annulus, terdapat granula yang dinamakan granula sentral (Issoegianti, 1993). Cincin atau annulus dan pori inti membentuk kesatuan sehingga dinamakan



pore complex, yang berfungsi untuk



meregulasi keluar masuknya sebagian besar protein dan RNA, juga kompleks besar seperti makromolekul dari dan ke dalam inti sel (Campbell: 2010). Nukleus dikelilingi oleh selaput inti yang merupakan membrane ganda dan berhubungan langsung dengan RE kasar. Pada selaput inti terdapat Nuclear Pore Complexes (NPCs) yang merupakan satu-satunya jalur pertukaran antara nukleus dan sitoplasma. NPCs memiliki massa 125 MDa pada eukariot tingkat tinggi dan terdiri dari sekitar 50-100 jenis protein. NPCs memberikan saluran difusi sebesar 9 nm untuk ion, metabolit, dan juga untuk makromolekul yang lebih kecil dari 60 kDa. NPCs dapat mengakomodasi transport aktif molekul dengan diameter 25 nm atau berat molekul beberapa juta Daltons. Transport molekul protein yang besar atau ribonucleoparticles (RNPs) melalui NPCs berbeda dengan import protein dari sitoplasma menuju mitokondria, kloroplas, maupun Retikulum Endoplasma kasar, dimana protein melalui membrane satu demi satu dan dalam keadaan yang tidak terlipat tRNA.



NPCs merupakan kompleks protein besar yang dapat meloloskan molekul-molekul kecil dan ion-ion berdifusi kedalam atau keluar nukleus. Selain itu NPCs juga meloloskan beberapa



protein



penting dari sitoplasma memasuki



nukleus bila protein



tersebut



memiliki



sequences/urutan khusus tertentu yang mengindikasikan bahwa mereka merupakan protein inti. Label urutan khusus tersebut dikenal sebagai nuclear localization signal . Demikian pula dengan RNA dan protein-protein yang memang diperuntukkan untuk keluar nukleus memiliki nuclear export sequences yang menandai mereka agar dapat keluar melalui NPCs. Transport nukleositoplasma merupakan suatu aktivitas sel yang luar biasa dan melibatkan banyak substrat. Transport ini tidak hanya mengimport protein dari sitoplasma, akan tetapi rRNA dan mRNA yang telah disintesis di nukleus, harus dieksport menuju sitoplasma untuk menjalankan fungsi translasi. Proses awal dimulai melalui import protein ribosomal kedalam nukleus untuk selanjutnya dirakit dalam nukleulus bersama dengan rRNA dan akhirnya ditransport sebagai subunit ribosomal menuju sitoplasma. Persyaratan penting dalam sistem transport nukleus adalah selektifitas dan spesifisitas dimana sistem memban harus ‘diyakinkan’ bahwa zat yang keluar dan masuk ke dalam nukleus adalah zat yang tepat dan terjadi pada saat yang tepat pula (Larry, dkk: 1988). Proses transportasi melalui membran nukleus secara sederhana dapat dijelaskan melalui contoh transportasi mRNA. mRNA fungsional yang telah dibentuk dalam nukleus selanjutnya akan dibawa keluar dari menuju ribosom dalam sitoplasma. Akan tetapi terlebih dahulu melalui proses splicing dalam nukleus hingga terbentuk mRNA fungsional. Transportasi ini tidak akan berlangsung bila proses splicing belum selesai. Untuk mengangkut mRNA fungsional menuju porus nuclearis diperlukan protein khusus yang membawanya. Sedangkan dipihak porus nuclearis juga terdapat reseptor yang akan mengarahkan transportasi mRNA meninggalkan nukleus. Setelah mRNA fungsional keluar melalui porus nuklearis dalam sitoplasma, mRNA diikat oleh protein khusus untuk mengganti protein pengikat ketika masih dalam nukleus. Protein terakhir inilah yang akan membimbing mRNA ke arah ribosom untuk menjalani langkah dan proses selanjutnya.



Gambar 5. Pore complex (Strahl & Allis, 2000)



Selaput nukleus luar berhubungan langsung dengan retikulum endoplasma. Permukaan selaput nukleus bagian luar ini ditempeli oleh ribosom dengan diameter 15 nm yang terlibat dalam sintesis protein. Selaput nukleus yang bagian dalam dilapisi oleh anyaman setebal 10 sampai 20 nm. Anyaman ini dinamakan lamina nukleus (nuclear lamina). Lamina nukleus tersusun dari filamen intermedia yang pada mamalia terdiri dari 3 jenis protein, yakni lamin A, B, dan C. Filamen protein yang tersusun seperti jaring inilah yang mempertahankan bentuk nukleus dengan cara memberikan sokongan mekanis pada selaput nucleus (Issoegianti, 1993).



2.3 Nukleoplasma Nukleoplasma disebut juga matriks nukleus merupakan cairan yang umumnya ditemukan dalam sel eukariot. Cairan ini mengandung air, ion terlarut dan campuran berbagai molekul kompleks. Komponen kimia terbanyak dari cairan ini adalah protein. Sifat istimewa dari protein penyusun nukleoplasma ini adalah kemampuannya untuk merentang dan mengkerut (Issoegianti, 1993). Fungsi utamanya adalah berperan sebagai medium suspensi dalam nukleus, dan berperan dalam tiga kegiatan utama nukleus yang meliputi replikasi, transkripsi dan kegiatan setelah penyalinan. Fungsi yang lainnya antara lain menjaga bentuk dan struktur sel, transportasi ion, molekul dan substansi lainnya yang berperan penting dalam metabolisme dan fungsi sel (Hed dan Osborn, 2013).



2.4 Kromatin Dalam nukleus, DNA terorganisasi menjadi unit-unit diskret yang dinamakan kromosom, struktur yang membawa informasi genetik. Setiap kromosom, terbuat dari materi yang disebut kromatin. Kromatin merupakan kompleks yang tersusun atas protein dan DNA. DNA membawa beberapa ratus sampai beberapa ribu gen, yaitu unit-unit yang menspesifikasi sifat-sifat warisan suatu organisme (Campbell, 2010). Pada saat sel interfase, terdapat dua macam kromatin yaitu heterokromatin dan eukromatin. Heterokromatin adalah benang kromatin yang berbentuk gumpalan-gumpalan tidak teratur dan dapat dilihat oleh mikroskop cahaya.



Sedangkan eukromatin adalah kromatin yang tidak



terpadatkan dan lebih tersebar. Karena terpadatkan, DNA heterokromatin tidak dapat diakses oleh mekanisme sel yang bertanggung jawab untuk mengekspresikan informasi genetik yang dikodekan dalam DNA. Sebaliknya, pengemasan eukromamtin lebih longgar mmenjadikan DNA nya dapat diakses untuk mekanisme ini, sehingga gen-gen yang terdapat dalam eukromatin dapat diekspresikan (Campbell, 2010).



Gambar 6 : DNA dan kromatin (Strahl &Allis, 2000)



2.5 DNA Deoxyribonucleic acid (DNA) merupakan makromolekul berupa benang sangat panjang yang terbentuk dari sejumlah besar deoksiribonukleotida, yang masing-masing tersusun dari satu basa, satu gula dan satu gugus fosfat. Apabila kita ibaratkan suatu tubuh, maka DNA diibaratkan sebagai otak yang dapat mengatur segala proses di dalam tubuh. Di samping itu, DNA juga mempunyai peran penting dalam pewarisan sifat. DNA merupakan suatu senyawa kimia yang penting pada makhluk hidup. Tugas utamanya membawa materi genetik dari suatu generasi ke generasi berikutnya. DNA juga merupakan senyawa polinukleotida yang membawa sifat-sifat keturunan yang khas pada kromosom. DNA penting dalam hal hereditas. Paket semua informasi genetik dan dibagikan pada generasi berikutnya. Dasar untuk ini terletak pada kenyataan bahwa DNA membuat gen dan gen membuat kromosom. DNA merupakan makromolekul polinukleotida yang tersusun atas polimer nukleotida yang berulang-ulang, tersusun rangkap, membentuk DNA haliks ganda dan berpilin ke kanan. Setiap nukleotida terdiri dari tiga gugus molekul, yaitu; (1) gula 5 karbon (2- Metasentris Akrosentris Submetasentris Telosentris 3.6 Biofisika deoksiribosa), (2) basa nitrogen yang terdiri golongan purin yaitu adenin (Adenin = A) dan guanin (guanini = G), serta golongan pirimidin, yaitu sitosin (cytosine = C) dan timin (thymine = T), dan (3) gugus fosfat Basa pada molekul DNA membawa informasi genetik, sedangkan gula dan gugus fosfat mempunyai peranan struktural.



2.6 RNA Gen pada semua organisme prokariot dan eukariot terbuat dari DNA. Pada virus gen terbuat dari DNA atau RNA (asam ribonukleat). RNA, seperti halnya DNA, merupakan polimer panjang tidak bercabang yang terdiri dari nukleotidanukleotida yang bersambung dengan ikatan 3' 5' fosfodiester . Struktur kovalen RNA berbeda dengan DNA dalam dua hal. Sebagaimana terbaca dari namanya, unit-unit gula dalam RNA berupa ribosa bukan deoksiribosa. Ribosa mengandung sebuah gugus 2'-hidroksil yang tidak terdapat deoksiribosa. Perbedaan yang lain ialah bahwa satu dari keempat basa utama dalam RNA adalah urasil (U) yang menggantikan timin (T). Urasil, seperti timin, dapat membentuk pasangan basa dengan adenin, tetapi tidak mengandung gugus metil yang terdapat dalam timin. Pada dasarnya, terdapat dua kelompok utama RNA yang menyusun makhluk hidup, yaitu RNA genetik dan RNA nongenetik.



1. RNA genetik RNA genetik memiliki fungsi yang sama dengan DNA, yakni merupakan molekul genetik yang secara keseluruhan bertanggung jawab dalam membawa segala materi genetis, seperti yang dimiliki oleh DNA. Dengan kata lain, RNA ini berfungsi sebagai DNA. RNA genetik ini hanya dimiliki oleh makhluk hidup tertentu yang tidak memiliki DNA, seperti pada beberapa jenis virus. 2. RNA nongenetik RNA nongenetik merupakan RNA yang tidak berperan sebagai DNA. RNA nongenetik dimiliki oleh makhluk hidup yang materi genetiknya diatur oleh DNA. Pada makhluk hidup kelompok ini, di dalam selnya terdapat DNA dan RNA. Berdasarkan letak serta fungsinya, RNA non-genetik dibedakan menjadi tiga macam, yakni RNA duta, RNA ribosom, dan RNA transfer. a. RNA duta atau “messenger RNA” (mRNA) merupakan asam nukleat yang berbentuk pita tunggal dan merupakan RNA terbesar atau terpanjang yang bertindak sebagai pola cetakan pembentuk polipeptida. Fungsi utama mRNA adalah membawa kode-kode genetik dari DNA ke ribosom. mRNA juga berfungsi sebagai cetakan dalam sintesis protein. b. RNA transfer (tRNA) merupakan RNA terpendek yang bertindak sebagai penerjemah kodon dari mRNA. Selain itu, tRNA berfungsi mengikat asam-asam amino yang akan disusun menjadi protein dan mengangkutnya ke ribosom. Pada tRNA terdapat bagian yang berhubungan dengan kodon yang disebut antikodon dan bagian yang berfungsi sebagai pengikat asam amino. 3.28 Biofisika c. RNA ribosom (rRNA) merupakan RNA dengan jumlah terbanyak dan penyusun ribosom. RNA ini berupa pita tunggal, tidak bercabang, dan fleksibel. Lebih dari 80% RNA merupakan rRNA. Fungsi rRNA sampai sekarang masih belum banyak diketahui, tetapi diduga memiliki peranan penting dalam proses sintesis protein.



2.7 Nukleolus Nukleolus adalah struktur yang menonjol dalam inti, dan bila diamati di bawah mikroskop electron, tampak sebagai massa granula yang berwarna gelap dan serat-serat yang bergabung dengan bagian kromatin (Campbell, dkk. 2010). Nukleolus merupakan sebuah struktur terikat tanpa membran yang terdiri dari protein dan asam nukleat dalam inti sel (Wikipedia). Lodish, dkk juga mengemukakan bahwa nukleolus adalah sub kompartemen inti sejati yang tidak dikelilingi oleh membrane. Mark (2010) mengemukakan bahwa nukleolus merupakan



subdominan nukleus yang menyusun subunit ribosom dalam sel eukariotik. Nukleolus dapat ditemukan dalam sel eukariotik, termasuk pada sel tumbuhan dan hewan (Gambar 7).



(a)



(b)



Gambar 7. Penampang nukleolus yang terdapat pada (a) sel tumbuhan, (b) sel hewan (Campbell, dkk. 2010)



2.8 Fungsi Inti sel (Nukleus) Inti sel (Nukleus) memiliki beberapa fungsi, antara lain sebagai berikut       



Pusat pengendalian seluruh kegiatan suatu sel. Inti sel sebagai tempat menyimpan informasi genetik. Sebagai tempat penyimpanan protein. Berperan dalam proses pembelahan sel. Mengatur pertukaran molekul antara inti dengan bagian sel yang lain. Tempat terjadinya replikasi dan transkripsi DNA Tempat memproduksi mRNA dan sintesis ribosom



3.1 KESIMPULAN Nukleus merupakan organel yang sudah terspesialisasi dan merupakan pusat administrasi dan pemrosesan informasi sel. struktur nukleus terdiri dari selaput nukleus atau selubung nukleus,nukeleoplasma, kromatin, dan nukleolus. nukleus memiliki beberapa jenis menurut jumlah inti nya yaitu sel mononukleat dan multinukleat.dalam aktfitas sel nucleus sangatlah penting karena nukleus merupakan pusat pengendalian sel atau otak daripada sel. di dalam nukleus juga tersimpan kode genetik atau bisa dikenal DNA sebagai pembawa sifat fisik pewarisan yang menjadi ciri atau pembeda bagi setiap makhluk hidup .dalam pertumbuhan dan perkmbangan makhluk hidup nukleus merupakan faktor yang sangat penting karena nukleus merupakan tempat bagi pembelahan sel. adapun fungsi lain nukleus yaitu sebagai sintesis protein,mengatur pertukaran molekul antara inti dengan bagian sel yang lain,tempat terjadinya replikasi dan transkripsi pada DNA dan tempat memproduksi MRNA serta sintesis ribosom.



DAFTAR PUSTAKA http://forum.teropong.id/2017/10/20/pengertian-inti-sel-nukleus-fungsi-struktur-bagian-bagian-danmacam-macam-jenis-inti-sel/ diakses pada tanggal 10 september 2018 pukul 12.30 WIB http://staffnew.uny.ac.id/upload/12310880/pengabdian/komponen-sel-eukariotik.pdf diakses pada tanggal 10 september 2018 pukul 13.40 WIB http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/pendidikan/dadan-rosanadr-msi/modul-3-strukturdan-fungsidna-dan-rna1.pdf diakses pada tanggal 10 september 2018 pukul 13.45 WIB https://www.academia.edu/6632304/NUKLEUS_DAN_NUKLEOLUS_PAPER_FIX_1 diakses pada tanggal 10 september 2018 pukul 13.10 WIB